高中化學(xué)競賽輔導(dǎo)—元素及其化合物

1、高中化學(xué)競賽輔導(dǎo)——元素及其化合物——lyzh1（一）主族元素及其化合物一、氫和一、氫和稀有氣體稀有氣體（一）氫（一）氫氫位于周期表的第一周期IA族，具有最簡單的原子結(jié)構(gòu)。氫在化學(xué)反應(yīng)中有以下幾種成鍵情況：1、氫原子失去1個電子成為H。但是除了氣態(tài)的質(zhì)子外，H總是與其它的原子或分子相結(jié)合。2、氫原子得到1個電子形成H－離子，主要存在于氫和IA、IIA中（除Be外）的金屬所形成的離子型氫化物的晶體中。3、氫原子和其它電負(fù)性不大的非金屬原子

2、通過共用電子對結(jié)合，形成共價型氫化物。此外，與電負(fù)性極強(qiáng)的元素相結(jié)合的氫原子易與電負(fù)性極強(qiáng)的其它原子形成氫鍵。（二）稀有氣體（二）稀有氣體1、稀有氣體的存在、性質(zhì)和制備（1）存在：稀有氣體的價電子結(jié)構(gòu)稱為飽和電子層結(jié)構(gòu)，因此稀有氣體不易失去電子、不易得到電子，不易形成化學(xué)鍵，以單質(zhì)形式存在。（2）物性：稀有氣體均為單原子分子，He是所有單質(zhì)中沸點最低的氣體。（3）制備：①空氣的液化②稀有氣體的分離2、稀有氣體化合物（1）氟化物①制備：氙

3、和氟在密閉的鎳反應(yīng)器中加熱就可得到氙氟化物F2Xe（過量）→XeF2F2Xe（少量）→XeF4F2Xe（少量）→XeF6②性質(zhì)：（a）強(qiáng)氧化性：氧化能力按XeF2——XeF4——XeF6順序遞增。一般情況被還原為單質(zhì)。NaBrO3XeF2H2O→NaBrO42HFXeXeF2H2→2HFXeXeF22Cl→2FXeCl2XeF4Pt→2PtF4Xe（b）與水反應(yīng)：氙氟化物與水反應(yīng)活性不同2XeF22H2O=2Xe4HFO2（在堿中迅速反

4、應(yīng)）6XeF412H2O=2XeO34Xe3O224HFXeF63H2O=XeO36HFXeF6H2O=XeOF42HF（不完全水解）（2）氧化物氙的氧化物是無色、易潮解、易爆炸的晶狀固體。由氟化物水解制備。XeO3：是一種易潮解和易爆炸的化合物，具有強(qiáng)氧化性。XeO4：很不穩(wěn)定，具有爆炸性的氣態(tài)化合物。二、二、s區(qū)元素區(qū)元素（一）通性（一）通性1、它們的價電子構(gòu)型為ns1~2，內(nèi)層為稀有氣體穩(wěn)定電子層結(jié)構(gòu)。價電子很易失去呈1、2氧化態(tài)

5、。都是活潑性很高的金屬，只是堿土金屬稍次于堿金屬而己。2、有較大的原子半徑。因為每一周期是從堿金屬開始建立新的電子層。原子半徑變化的規(guī)律：同周期從IA到IIA減小，同族中從上到下增大。3、電離勢和電負(fù)性均較小，其變化規(guī)律為同周期從IA到IIA增大，同族中從上到下順序減小。（二）（二）單質(zhì)單質(zhì)1、存在：由于它們的化學(xué)活潑性，決定它們只可能以化合物形式存在于自然界中。如鹽（X－、CO、SiO、SO等）；氧化物（Li2O、BeO等）?23?2

6、3?242、性質(zhì)：（1）物性：單質(zhì)具有金屬光澤，有良好的導(dǎo)電性和延展性，除Be和Mg外，其它均較軟。它們在密度、熔點、沸點和硬度方面往往差別較大。（2）化性：活潑。①它們具有很高的化學(xué)活潑性，能直接或間接地與電負(fù)性較高的非金屬元素形成相應(yīng)的化合物。如可XeO3鹽酸→Cl2Fe2→Fe3Br→BrO?3高中化學(xué)競賽輔導(dǎo)——元素及其化合物——lyzh3吸引能力越大，生成陰離子的傾向越大。反之，吸引能力越小，生成陽離子的傾向越大。電負(fù)性大小的

7、標(biāo)準(zhǔn)：電負(fù)性大小的標(biāo)準(zhǔn)：分別以氟、鋰的電負(fù)性為標(biāo)準(zhǔn)。F：4.0Li：1.0①同周期從左至右元素的電負(fù)性逐漸增大。②同一主族中，從上到下，元素的電負(fù)性逐漸減小。（3）化合價：）化合價：由鹵素電子層結(jié)構(gòu)ns2np5決定，除了易獲得一個電子顯–1價外，氯、溴、碘的原子最外層電子結(jié)構(gòu)中存在空的nd軌道，當(dāng)這些元素與電負(fù)性更大的元素化合時，它們的nd軌道可以參加成鍵，原來成對的p電子拆開進(jìn)入nd軌道中，因此這些元素可以表現(xiàn)更高的氧化態(tài)1、3、5、

8、7。這一類化合物主要是鹵素含氧化合物和鹵素互化物，主要形成共價鍵。氟原子外層電子結(jié)構(gòu)是2s22p5，價電子是在L層上，沒有空d軌道，而且F的電負(fù)性最大，僅顯1價。2、鹵化氫、鹵化氫制備：在實驗室里由濃H2SO4與NaCl作用制得少量HCl。而HBr、HI不能由濃H2SO4與NaBr、NaI作用制得，這是因為濃H2SO4對所生成的HBr及HI有氧化作用，使其中一部分被氧化成單質(zhì)Br2及I2析出。H2SO4(濃)2HBr=Br2SO22H2

9、OH2SO4(濃)8HI=4I2H2S4H2O可由H3PO4代替H2SO4制備HBr、HI，避免以上氧化作用。性質(zhì)：HF最穩(wěn)定，高溫下不分解，而HI在300℃即大量分解為I2與H2。HF有強(qiáng)腐蝕性，并能腐蝕玻璃。SiO24HF=SiF42H2O3、鹵化物及多鹵化物、鹵化物及多鹵化物（1）氯化物AgCl、Hg2Cl2、PbCl2，CuCl難溶于水，其它易溶于水。（2）由于氟的氧化性強(qiáng)，元素在氮化物中可呈高氧化態(tài)。例如一般鹵素銀鹽為AgX，

10、但有AgF2存在。由于碘離子還原性強(qiáng)，碘化物中元素呈低價氧化態(tài)，如FeI2較穩(wěn)定。（3）鹵化物可和相同或不相同的鹵素分子形成多鹵化物，最常見的多鹵化物是KI3，是由I2溶于KI中形成。多鹵化物所含的鹵素可以是一種，也可以是兩種或三種，如RbBrCl2、CsBrICl。只有半徑大，電荷少的金屬離子適于形成多鹵化物。4、鹵素的含氧酸、鹵素的含氧酸鹵素的含氧酸以氯的含氧酸最為重要。因素含氧酸和含氧酸鹽的許多重要性質(zhì)，如酸性、氧化性、熱穩(wěn)定性、

11、陰離子堿的強(qiáng)度等都隨分子中氧原子數(shù)的改變而呈規(guī)律性的變化。以氯的含氧酸和含氧酸鹽為代表將這些規(guī)律總結(jié)在表中。鹵素含氧酸及其鹽的穩(wěn)定性與它們的氧化能力有相應(yīng)的關(guān)系。穩(wěn)定性較差，氧化能力較強(qiáng)。反之，穩(wěn)定性高的氧化能力就弱。氧化態(tài)酸熱穩(wěn)定性和酸的強(qiáng)度氧化性鹽熱穩(wěn)定性氧化性及陰離子堿的強(qiáng)度1HOClNaClO3HClO2NaClO25HClO3NaClO37HClO4向下增大向上增大NaClO4向下增大向上增大鹵素互化物1.鹵素互化物不同鹵素原

12、子之間可通過共用電子對形成物質(zhì)叫鹵素互化物。在鹵素互化物中，原子半徑較大、非金屬性較弱的鹵素（用X表示）顯正價；原子半徑較小、非金屬性較強(qiáng)的鹵素（用Y表示）顯負(fù)價。由于鹵素有1，3，5，7等多種正價，而負(fù)價只有－1價，故鹵素互化物通式為（XYn=1357）。如IBr，BrI3，BrF5，IF7等顯不同價態(tài)的鹵素互化物。2.類鹵化合物：由兩個或兩個以上電負(fù)性較大的元素的原子組成的原子團(tuán)，而這些原子團(tuán)在自由狀態(tài)時與鹵素單質(zhì)性質(zhì)相似，故稱擬鹵